1、墻體保溫性能檢測試驗方案背景資料:近幾年我國建筑行業高速發展的同時，也伴隨著能源的大量浪費。因而，針對高能耗建筑，減少其能源的消耗勢在必行。相對于建筑系統的節能，建筑本體的節能更受到人們的關注。諸如針對圍護結構的墻體保溫、門窗節能以及屋面保溫節能，已有很多的研究。而要實現建筑物本體節能，就離不開建筑保溫材料及其構件。為指導建筑節能設計，提供確切可靠的建筑材料熱物理性能數據（如比熱阻、傳熱系數等），確保最終建筑體的節能可靠性，有必要對建筑材料及其構件進行非常準確的節能檢測。防護熱箱法是對非透明圍護結構傳熱系數的測定，如垂直試件（自保溫砌墻）、水平試件（屋面板、樓板）、建筑保溫材料等。實驗室測量參

2、照的主要標準：GB/T13475GB/T1347520082008絕熱穩態傳熱性質的測定標定和防護熱箱法。實驗目的：1 1 .學習墻體保溫性能檢測裝置的實驗原理，熟悉實驗裝置的使用情況；2 2 .對墻體砌塊進行熱工參數的檢測實驗，學會對實驗數據的整理；3 3 .培養科學的實驗研究方法， 加深對專業知識的理解， 學會獨立分析和解決一些工程技術問題的能力。設計思想：熱箱法是基于一維穩態傳熱的原理，在試件兩側的箱體（熱箱和冷箱）內，分別建立所需的溫度、風速和輻射條件，達到穩定狀態后，測量空氣溫度、試件和箱體內壁的表面溫度及輸入到計量箱的功率，從而計算出試件的熱傳遞性質一一傳熱系數。因為要檢測通過被測

3、對象的熱量，因此要把傳向別處的熱量進行剔除，這樣根據處理方式的不同又分為標定熱箱法和防護熱箱法。本實驗室采用的是防護熱箱法實驗裝置，具結構如圖 1 1 所示。圖 1:1:防護熱箱裝置結構圖（具體尺寸依現場裝置而定）1 1-防護箱微調加熱器 2-2-試驗墻體 3-3-支撐件 4-4-導流板（無）5 5-熱箱微調加熱器6 6-分體式變頻空調器 7 7-冷箱加熱送風器（無）基于一維穩定傳熱原理，模擬夏季圍護結構件的傳熱，將構件置于裝置為兩個不同溫度箱體之間，在這兩個箱體內分別建立夏季室內外氣象條件而進行測試。熱箱模擬夏季室外空氣溫度、風速、輻射條件；冷箱模擬夏季室內空調房問空氣溫度、風速。經過若干小

4、時的運行，整個裝置均達到穩定狀態。形成穩定溫度場、速度場后，測量試件兩側的空氣溫度，表面流速，表面防護箱溫度：以及輸入熱箱的風扇電量和電加熱器耗電量，就可以算出試件傳熱系數 K,K,從而判別該試件熱工性能優劣。具體計算方法如下：根據熱平衡原理，有Qp=Q1+Q2+Q3。QpQp 為輸入到計量箱的總功率，Q1Q1為流過被測試件的熱量，Q3Q3 為流過計量箱壁的熱量，Q2Q2 為試件內不平衡熱流量通過控制防護箱的環境溫度，即控制其溫度與計量箱內的環境溫度基本相等，從而使 Q2Q2 和 Q3Q3 減至最小，甚至為零。此時，有 Qp=Q1oQp=Q1o測試墻體構件傳熱系數 K=K=Q Q(w/m2*k

5、)(w/m2*k)A(Tn1-Tn2)Tn1-Tn1-試件熱測的環境溫度Tn2-Tn2-試件冷側的環境溫度A-A-垂直于熱流的計量面積(m2)m2)Q-Q-試墻表面與熱環境交換的總熱流量(w)w)試件兩側任一側面的熱平衡方程可寫成Q一=Ehr(Tr-Ts)+hc(Ta-Ts),ATr-Tr-導流板的平均輻射溫度Ta-Ta-導流腔內流動空氣溫度Ts-Ts-試件表面溫度，e-e-輻射率hrhr輻射換熱系數(w/m2*k)w/m2*k)hG-hG-對流換熱系數(w/m2*k)w/m2*k)Q1_、=(Tn-Ts)ARsTnTnTaTa 和 TrTr 的力口權平土勻值，RsRs 為表面比熱阻(m2*k

6、/wm2*k/w) )hrhcTnTrTahrhchrhc1Rs=hrhc111一二一1 二二 1;2hr=4；=Tr38 81 1一導流板表面輻射率，取 0.978 82 2一石墻表面輻射率，取 0.9實際情況下，Q2Q2、Q3Q3 并不為零。因此對試件檢測前需進行標定。標定時冷箱和計量熱箱的溫度設定應根據實際使用情況確定，冷箱溫度應與實際使用時一致；對于防護熱箱法，計量熱箱溫度設定為第一種工況比防護熱箱溫度低 3 35 5C C、第二種工況比防護熱箱溫度高 3 35 5C,C,而防護熱箱的溫度始終保持與實際使用時一致。實驗裝置：該檢測裝置集現代計算機技術、測試技術、傳感技術及自動化技術于一

7、身，根據GB/T13475-92GB/T13475-92 標準用于建筑墻體（自保溫砌塊）或板狀建筑節能材料及產品的傳熱性能參數的測定。主要由冷室（固定）、移動熱室、移動試件框、壓縮機組（為冷室提供冷量）、電加熱系統及計算機監控系統幾部分組成。各部分功能構造如下：熱室：熱室采用萬向腳輪機構，可向任意方向移動，便于墻體的安裝、拆卸。整個空間分成防護箱和計量箱倆部分。計量箱的功能是在試件的熱測模擬， 維護夏季室外熱環境。 計量箱置于防護箱內，由 8 8 個電加熱器（每個 275W275W）提供所需要的熱量，通過控制計量檢測裝置的計量箱電壓、電流來改變燈泡的亮度，從而控制計量箱的溫度。計量箱內應設置導

8、流板，目的是將加熱器產生的熱量通過導流板的導流作用后使得計量箱內形成一個均勻的溫度場，使加熱器所產生的熱量能較為均勻地從被測試件的整個表面進行傳遞，計量熱箱內外壁的溫度差宜不大于 0.5C0.5C。如果沒有導流板，會導致靠近加熱器附近的被測試件兩表面溫差過大，導致傳熱量比其他地方大、整個被測試件傳熱不均勻，造成測量準確度的下降，這種現象在測試低熱阻試件時會更加明顯。防護箱的功能是在計量箱周圍建立適當的空氣溫度和表面換熱系數，使計量箱的五個壁面與周圍環境的熱交換量盡量接近于零，從而使計量箱內發熱量幾乎全部由試件表面傳出，以提高裝置的測量精度。另外，防護箱內安裝電熱器及風扇等設備的目的是使防護箱內

9、空腔形成一個均勻穩定的溫度場，該溫度場內各點溫度與計量箱內溫度場溫度盡可能保持一致。冷室：冷室為固定式結構，其溫度由分體式變頻空調器進行調節。空調器的壓縮機安裝于室外，降低室內噪聲的同時也延長了壓縮機的使用壽命。冷箱的功能是在試件另一側形成一個溫度比計量箱低的穩定均勻溫度場，以便測試過程中在試件兩側形成恒定的溫差。試件框：試件框的主要作用是用于安放測試試件，本實驗室的試件框基本尺寸為1200mm*1200mm1200mm*1200mm（寬*高）。計算機監控系統：主要由計量檢測裝置、數顯調節儀、和軟件部分。計量檢測裝置可以控制絕熱室的溫度、計量箱的電壓電流以及溫度。數顯調節儀的主要作用是控制冷室

10、的溫度。軟件部分是通過電腦反映整個測試過程的一些數據變化及記錄所要測量的結果。實驗內容：1檢測前期工作根據試件的檢查和分析，應初步估計出試件熱工性能的可能范圍值，并評價可能獲得的準確度。1.11.1 檢測設備標定墻體保溫檢測設備在投入使用前應進行計量箱壁的標定。標準試件采用長期存放的 EPSEPS 或 XPSXPS 板，厚度可以是 5050100mm100mm。標準試件可重復多次使用，但應小心保存，避免受潮、陽光照射。標定時冷箱和計量熱箱的溫度設定應根據實際使用情況確定，冷箱溫度應與實際使用時一致；計量熱箱溫度設定為第一種工況比防護熱箱溫度低5 5C C、第二種工況比防護熱箱溫度高 3 35

11、5C,C,而防護熱箱的溫度始終保持與實際使用時一致。1.21.2 檢測前樣品處理墻體在砌筑過程中要進行潤濕處理，含水率較高。加上墻體倆側的砂漿面板、防水層等，短期內水分不易蒸發。因此必須要對墻體的含水率進行人工調節，控制墻體的含水率在 5%5%以下，盡量將被測試的墻體在干燥狀態下進行，使檢測結果更加接近理論計算值，各個檢測機構的檢測結果趨于接近。1.31.3 參數控制熱室最高溫度：3030C C 熱室溫度控制精度：0.1C0.1C冷室最低溫度：-10C-10C 冷室溫度控制精度：0.2C0.2C冷熱箱內空氣溫度均勻，縱向梯度不超過0.5C0.5C制冷機組功率：2.2KW2.2KW 電暖器功率：

12、500W500W傳感器精度：0.06250.0625 溫差范圍：25c25c50c50c計量熱箱的空氣流速可采用自然對流形式，冷箱空氣流速宜控制距離試件冷表面 50mmt50mmt 的平均風速為 3.0m/s3.0m/s。（允許）2.實驗準備試件安裝安裝前檢查試件倆側是否有連通的空氣孔，如有應充分填埋。熱箱側的試件表面應平整，保證鼻錐帶與試件框表面充分接觸，隔絕計量箱內外側的空氣流。試件表面溫度傳感器布置本實驗室檢測裝置試件冷熱側各有 5 5 個熱電偶，建議每側面的測點分布為四角各一個中間一個，且冷熱面對稱分布。需要注意的是，熱電偶端應用硅膠粘合，增強冷側面表溫度的準確值。同時應注意避免溫度測

13、點過多地布置于熱橋處。同時應測量所有與試件進行輻射換熱表面的溫度，以便計算平均輻射溫度。測量時間控制不同墻體、砌塊達到穩態傳熱的時間是不同的，判斷一個墻體的傳熱是否會達到平衡狀態，應至少在兩個 2h2h 的測量周期內（1212 次的數據采集結果）其熱功率、溫度差、傳熱系數計算值的偏差值小于 1%,1%,且不是單方向變化，說明傳熱已經趨于穩定狀態。注意的問題a,a,計量面積應足夠大，b.b.熱源應用絕熱反射罩屏蔽使得輻射到計量箱壁和試件上的輻射熱量減至最小。c.c.實驗允許的話，可以在冷熱側均設置導流屏。導流屏應與計量箱內面同寬，上下端有空隙以便空氣循環。導流屏在垂直其表面方向上可以移動，以調節

14、平行于試件表面的空氣速度。導流屏表面的輻射率亦應大于 0,80,8。d,d,防護箱內環境的不均勻性引起不平衡誤差應小于 i0.i0.5%5%。為避免防護箱中的空氣停滯不動，通常需要安裝循環風扇。e e 試件表面如果不平整，可用砂漿、嵌縫材料或其他適當的材料將同計量箱周邊密封接觸的面積填平。實驗結果：略結果評價：.試驗結果應同初步估計值進行比較。 按本標準進行測試其準確度應在 i5%i5%之內。存在明顯差異時.應仔細檢查試件，找出它與技術要求的差異，然后根據檢查結果重新評價。.實驗結果如果與標準值偏差較大，可能原因：a.a.檢測儀器本身的精度問題；無法去改變。b,b,測量過程中的操作問題；仔細分析過程中出現的問題，及時改正。c,c,填充材料的本身的密度等熱工參數隨外界環境不斷變化；d,d,計算過程過于簡單或各類的誤差3 3,防護熱箱法的誤差：3.13.1 溫度測量測量溫度的代表性（溫度傳感器的位置）；電偶（或溫度傳感器）的標定；電偶參考接點的準確度；電偶連接和補償導線；度傳感器輸出的測量準確度（數字電壓表或數據采集系統）；均溫度的計算。表面換熱系數a.a.空氣溫度的確定；b.b.對流和輻射傳熱復合效應；c.c.沿計量箱邊緣的溫度不均勻性；